注空气火驱采油过程中油套管用钢的高温氧化行为

通过高温氧化试验研究了注空气火驱采油油套管用BGN80-3Cr钢、BG90H钢、BG90H-9Cr钢、BG90H-13Cr钢在不同温度下的氧化行为。结果表明:BGN80-3Cr钢和BG90H钢表面的氧化产物均为Fe2O3和Fe3O4,其中Fe3O4靠近钢基体一侧,Fe2O3靠近空气一侧,厚度比为1∶(5~10);BG90H-9Cr钢表面的氧化产物为Fe2O3和尖晶石型复合氧化物FeCr2O4(FeO·Cr2O3);而BG90H-13Cr钢尽管不能形成选择性氧化产物Cr2O3,但由于铬元素的质量分数大于10%,生成了保护性良好的尖晶石型复合氧化物FeCr2O4;随着氧化时间延长,温度降低,氧化产物的保护性增强,试验钢的氧化速率下降,抗氧化能力从低到高的顺序为BGN80-3Cr钢、BG90H钢、BG90H-9Cr钢、BG90H-13Cr钢。     

高温高压下20钢和13Cr钢在不同含量甲酸-CO_2环境中的腐蚀行为

采用腐蚀失重测试、腐蚀产物分析等方法,研究了20钢和13Cr钢在模拟油井管道环境(甲酸与CO_2共存,100℃、1MPa)中的腐蚀速率和腐蚀类型,并探讨了甲酸含量对其腐蚀行为的影响。结果表明:两种钢的腐蚀速率均随甲酸含量的增加而增大,13Cr钢的腐蚀速率低于20钢的;20钢的腐蚀类型为均匀腐蚀,13Cr钢的为点蚀;20钢表面有FeCO_3的生成和碳酸盐的沉积,FeCO_3产物层覆盖部位不断发生基体的溶解,而钙、镁碳酸盐沉积的位置不断出现产物沉积,在基体腐蚀相对较慢的部位形成突起;13Cr钢优先发生铬的溶解,形成以Cr(OH)_3为主的钝化膜,随着甲酸含量的增加,钝化膜的稳定性、致密性均降低,H~+和Cl~-通过钝化膜与基体接触,促进了点蚀的发生。     

模拟多元热流体采油温度循环、CO2-O2环境中 3Cr钢的腐蚀行为

在模拟不同多元热流体采油温度循环条件(100℃×72h→60℃×72h→100℃×72h→60℃×72h,100℃×72h→60℃×72h→100℃×144h,100℃×72h→60℃×216h,分别记为1~#,2~#,3~#方案)、CO_2-O_2环境中对3Cr钢进行浸泡腐蚀试验,研究了试验钢的腐蚀速率、腐蚀形貌及腐蚀产物物相组成。结果表明:在1#和2#方案下试验钢的腐蚀速率相近,3~#方案下的腐蚀速率最小,较前二者分别下降了15.0%和14.74%;在3种方案下,试验钢表面均存在点蚀坑,其腐蚀产物膜分为两层,内层膜较致密,但存在许多微小的裂纹,外层膜疏松,存在许多孔洞;腐蚀产物均主要由Fe_2O_3、FeCO_3、FeOOH和Cr(OH)_3组成。     

304不锈钢在不同温度硝酸熔盐中的腐蚀行为

采用腐蚀动力学方法,结合腐蚀表面形貌观察和微区成分分析,研究了304不锈钢在不同温度(400,450,500,565℃)60%NaNO_3+40%KNO_3(质量分数)熔盐中的腐蚀行为。结果表明:试验钢在该熔盐中的腐蚀速率随着温度升高而增大,在565℃下的腐蚀速率达到99.6×10~(-5 )mg·cm~(-2)·h~(-1);在400℃下试验钢表面只有极少量氧化腐蚀产物,在450℃和500℃下表面生成少量的Fe_2O_3,在565℃下表面形成以Fe_2O_3和(Fe,Cr)_3O_4为主的氧化腐蚀产物;随着温度升高,试验钢表面Fe_2O_3含量增加,氧化腐蚀程度加重。     

Q235钢在3种典型土壤环境中的腐蚀行为

选择取自武汉的近中性黄棕壤、取自天津的碱性盐碱土和取自南昌的酸性红壤作为腐蚀介质,对Q235钢进行室内模拟加速腐蚀试验,对比研究了试验钢的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物组成,分析了其腐蚀机理。结果表明:在3种土壤中试验钢均发生了不均匀的全面腐蚀和局部点蚀。腐蚀产物外层结构疏松,主要由Fe_2O_3、FeOOH组成;内层结构致密,主要由Fe_3O_4组成。在碱性盐碱土中,试验钢表面形成了结构完整的腐蚀产物层,抑制了阴极的耗氧反应,腐蚀速率最低;酸性红壤中较高浓度的H~+促进了阴极析氢反应的进行以及裂纹的产生,试验钢腐蚀速率最高;在腐蚀后期,试验钢表面形成了致密的Fe_3O_4内锈层,因此腐蚀15d时的腐蚀速率大于腐蚀30d时的。     

超级13Cr油管钢在含Cl-溶液中的腐蚀行为及其表面腐蚀膜的电化学特性

在室温不同质量分数(5%～35%)NaCl溶液中对超级13Cr油管钢进行浸泡腐蚀试验,研究了该钢的腐蚀形貌、腐蚀速率、腐蚀产物及其表面腐蚀膜的电化学特性。结果表明:试验钢在NaCl溶液中具有较好的耐蚀性;随NaCl质量分数的增加,其耐蚀性降低,当NaCl质量分数大于25%时变化尤为显著,腐蚀形式由局部腐蚀发展为全面腐蚀,腐蚀产物主要为Fe_3O_4,腐蚀膜疏松不致密;腐蚀膜的极化曲线存在钝化区,具有钝化特性,在低频区的电极过程为扩散控制,在高频区则为电荷传递控制,其阻抗由一个时间常数确定。     

油田集输系统中不同CO_2分压下16Mn钢的腐蚀行为

采用浸泡试验、电化学试验等方法研究了16Mn钢在模拟油田集输系统中不同CO_2分压(0,0.15,0.3 MPa)下的腐蚀行为。结果表明:16Mn钢的腐蚀速率随CO_2分压的增加呈先增大后减小的变化趋势;当CO_2分压为0时,16Mn钢表面未形成腐蚀产物膜,为均匀腐蚀;当CO_2分压为0.15 MPa时,腐蚀产物膜较完整致密,为均匀腐蚀;当CO_2分压为0.30 MPa时,腐蚀产物膜变薄并有明显缺陷,为典型的台地腐蚀;16Mn钢表面的腐蚀产物主要是FeCO_3;16Mn钢的腐蚀反应主要以阳极活化溶解为主,电化学阻抗谱的中频感抗弧与腐蚀产物的溶解吸收有关,低频容抗弧与腐蚀产物膜覆盖区的活化溶解有关。     

温度对T95钢在H_2S/CO_2环境中腐蚀行为的影响

利用自制高温高压釜模拟了油井筒中H_2S/CO_2环境,在温度30~150℃、H_2S/CO_2气相和模拟地层水液相中对T95油管钢进行了腐蚀试验,研究了温度对该钢腐蚀速率的影响,并分析了腐蚀产物的形貌和物相组成。结果表明:当温度为30~120℃时,T95钢在气相和液相中的腐蚀速率均随温度的升高先增后降,且均在90℃时达到峰值,分别为0.882,1.096mm·a~(-1),当温度高于120℃时,液相中的腐蚀速率缓慢增大而气相中的缓慢减小;随着温度的升高,气相中的腐蚀产物逐渐由片状变成块状并堆积在一起,液相中的则由絮状沉积变成团簇状堆积;腐蚀产物由铁、硫、氧等元素组成,腐蚀速率与腐蚀产物膜中硫含量成反比、与氧含量成正比,硫铁化合物对腐蚀起到了阻碍作用。     

高湿热海洋大气环境下温度和湿度对Q345钢耐蚀性能的影响

利用周浸腐蚀试验、扫描电镜观察、X射线衍射分析等方法研究了在模拟高湿热海洋大气环境中NaCl溶液温度(35~55℃)和相对湿度(60%~80%)对Q345钢耐蚀性能的影响。结果表明:随着溶液温度的升高,试验钢的腐蚀速率增大且温度越高增大速率越快,表面锈层厚度增大且锈层中的孔洞变大,腐蚀产物Fe_3O_4的含量增多;随相对湿度的增加,试验钢的腐蚀速率增大,锈层也越来越厚,锈层中的物相组成变化较小。     

0Cr18Ni9、1Cr13和1Cr17不锈钢在熔融LiCl-5%Li2O中的腐蚀行为

采用浸没法分别研究了0Cr18Ni9、1Cr13和1Cr17三种不锈钢材料在700℃LiCl-5%Li2O(质量分数)熔融盐中的腐蚀行为.结果表明:0Cr18Ni9和1Cr13不锈钢的腐蚀产物主要为LiFeO2和LiCrO2,1Cr17的腐蚀产物主要由LiFeO2、LiFe5O8和LiCrO2组成;三种钢的腐蚀速率均随时间的延长而增大,并且1Cr13的腐蚀速率明显大于1Cr17和0Cr18Ni9的;在试验条件下,1Cr17铁素体钢和0Cr18Ni9奥氏体钢的耐蚀性能相当,均优于1Cr13马氏体钢.     

船用Q235碳钢的海洋微藻附着诱导微生物腐蚀特性

研究了在含三角褐指藻的人工海水(含藻海水)中,循环光照12h/黑暗12h、光照、黑暗条件下船用Q235碳钢的腐蚀行为,以及腐蚀7d后的电化学性能,并与无藻海水中的进行了对比,分析了三角褐指藻的生命活动对碳钢腐蚀行为的影响。结果表明:在含藻海水中,光照条件下,氧气的去极化反应占主导,碳钢表面发生点蚀,腐蚀产物主要为γ-FeOOH;黑暗条件下,CO_2腐蚀导致碳钢表面发生均匀腐蚀,腐蚀产物主要为FeCO_3;循环光照12h/黑暗12h条件下两种腐蚀方式共同作用,腐蚀产物由γ-FeOOH、Fe_3O_4和FeCO_3组成;与在无藻海水中浸泡7d后的相比,在含藻海水中,不同光照条件下浸泡7d后,碳钢的电荷转移电阻减小,自腐蚀电流密度增大。     

超级13Cr与高强15Cr马氏体不锈钢在酸化液中的耐蚀性能对比

通过在高温(120℃)、高压(10MPa)和鲜酸(10%HCl+1.5%HF+3%HAc+5.1%TG201缓蚀剂)条件下的腐蚀试验,对超级13Cr和高强15Cr马氏体不锈钢在此苛刻工况条件下的耐蚀性及其与酸化缓蚀剂的匹配性进行对比试验。结果表明:超级13Cr和高强15Cr马氏体不锈钢在此条件下的均匀腐蚀速率分别为14.551 6,13.495 4mm·a-1,远低于相关标准要求;酸化缓蚀剂与两种试验钢的匹配性均较好,但并不能防止点蚀的发生,与高强15Cr钢相比,超级13Cr钢的点蚀速率较高,点蚀密度大;高强15Cr钢在鲜酸中的耐蚀性要优于超级13Cr钢的。     

油田苛刻环境中2205双相不锈钢的腐蚀行为

模拟了油田酸化完井全过程和产出工况,结合电化学分析研究了2205双相不锈钢在这两种环境中的腐蚀行为。结果表明:试验钢在含CO_2气体的地层水中发生轻微的均匀腐蚀,在CO_2分压为4.80 MPa、试验温度为220℃下的均匀腐蚀速率仅为0.002 1mm·a~(-1);在酸化完井全过程腐蚀时,试验钢发生明显的铁素体相选择性溶解腐蚀,腐蚀速率最小为0.523 6mm·a-1,远高于其在含CO_2气体地层水中的腐蚀速率;在新配制酸溶液中腐蚀时,试验钢处于活化状态,腐蚀速率较大,在含0.1MPa CO_2气体的地层水中,试验钢阳极区出现钝化现象,腐蚀速率显著降低。     

温度对X65管线钢CO2腐蚀产物膜结构和力学性能的影响

利用SEM、XRD、能谱仪对不同温度下形成的腐蚀产物膜的形貌、厚度、结构和成分进行分析,利用纳米压痕仪测量腐蚀产物膜的硬度和弹性模量.结果表明,温度对腐蚀产物膜的表面形貌没有明显影响.在65℃到90℃温度范围内,温度对腐蚀产物膜的晶粒尺寸影响不大;115℃时,膜表面的晶粒尺寸不均匀,差别较大.温度对腐蚀产物膜的厚度影响较大,在65℃到115℃温度范围内,随着温度的升高,腐蚀产物膜的厚度降低;温度对腐蚀产物膜的表面成分影响不大,不同温度下膜的表面成分均为(Fe,Ca)CO3复盐;在65℃到90℃温度范围内,随着温度的升高,腐蚀产物膜的硬度和弹性模量降低,在90℃时出现最低值,温度升高至115℃,膜的硬度和模量又明显升高.     

氧气压力对T22换热管高温氧化成膜性能的影响分析

为提高高温气冷堆(HTR)蒸汽发生器换热管材料T22的耐腐蚀性能,在不改变T22盘管整体制造工艺流程的基础上,利用消应力热处理后降温过程进行气氛调节,形成高温氧化膜。采用扫描电镜对氧化膜表面微观形貌进行观察,通过X射线衍射仪(XRD)对氧化膜的组织结构进行分析,采用TG-DTG研究高温氧化成膜稳定性并测试了氧化膜的热膨胀系数。实验结果表明:(1)在氧压-0.01 MPa时形成的氧化膜均匀致密;(2)不同氧压下形成的氧化膜均主要由Fe_2O_3、Fe_3O_4组成,在氧压为-0.01 MPa时Fe_3O_4含量最高,为70.1%。     

铁镍基合金925在含硫、H_2S和CO_2盐溶液中的腐蚀行为

在150℃含硫、H_2S和CO_2的盐溶液中,对铁镍基合金925分别进行了均匀腐蚀和四点弯梁应力腐蚀试验,分析了腐蚀后的形貌和腐蚀产物组成,研究了腐蚀反应机理。结果表明:均匀腐蚀试验360h后,铁镍基合金925表面有明显的局部腐蚀现象,计算所得的均匀腐蚀速率约0.37mm·a~(-1),腐蚀产物主要由铁、镍和硫组成,单质硫的加入是合金发生局部腐蚀的主要原因;应力腐蚀试验1 080h后,该合金没有出现应力腐蚀开裂,腐蚀产物含有大量氧元素,说明有较多的H_2O或OH~-参与了腐蚀反应。     

洗涤塔腐蚀原因分析与预防

某催化剂再生装置上的洗涤塔在停机检查时发现内部有严重的腐蚀。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、体视显微镜等对腐蚀产物的宏观形貌、微观形貌及物相组成进行分析。结果表明,腐蚀产物疏松多层,局部有凹坑,腐蚀产物中含有Fe_2O_3,Fe_3O_4,Fe(OH)_3等化合物,且在腐蚀产物内表面发现Na元素,其腐蚀形貌与腐蚀产物组成与碱腐蚀一致。为减少此类腐蚀的产生,在生产中应加强残余氧、pH值、温度等因素的监控。     

锅炉管用Sanicro25奥氏体耐热钢在带压蒸汽中的氧化行为

在不同温度(650,700℃)和压力为27 MPa的蒸汽中对锅炉管用Sanicro25奥氏体耐热钢进行不同氧化时间(200,500,800,1 300,2 000h)的氧化试验,研究了试验钢表面及截面形貌、表面物相组成和氧化行为。结果表明:随着温度升高和氧化时间延长,试验钢表面氧化膜的厚度均增大,抗蒸汽氧化性能降低;在不同温度氧化2 000h后,试验钢表面氧化膜内层为(Ni,Fe)Cr_2O_4和Cr_2O_3,外层为Fe_3O_4,在700℃下内层和外层还分别含有Cr_(1.3)Fe_(0.7)O_3和(Ni,Fe)Cr_2O_4,试验钢表面均生成连续致密的氧化膜。     

热处理工艺对含铜钼1Cr13不锈钢性能的影响

研究了热处理工艺对含铜钼1Cr13马氏体不锈钢抗茵性、耐腐蚀性和硬度的影响.采用均匀设计法设计热处理工艺,并用回归方程分析了试验结果.结果表明:当1Cr13Cu3Mo钢经1 200℃×15 min固溶、550℃×1 h时效后,其硬度和抗菌率具有最大值,硬度达到40.6 HRC,抗菌率为100%;该钢在不同介质中的腐蚀速率随时间的增加而减小,最后趋零.     

库尔勒土壤模拟溶液的pH对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响

通过测定电化学阻抗谱和动电位极化曲线,研究了库尔勒土壤模拟溶液的pH对X80钢电化学腐蚀行为的影响,并用光学显微镜观察其腐蚀表面形貌。结果表明:随着模拟溶液pH的增大,X80钢的腐蚀速率呈现逐渐减小的趋势;当模拟溶液为弱酸性时,腐蚀产物膜遭到破坏,X80钢表面腐蚀坑明显;当溶液为碱性时,腐蚀产物膜能够防止金属进一步腐蚀;模拟溶液pH为10.5时,X80钢表面出现了钝化膜,其表面腐蚀现象不明显,只有几个微小的腐蚀坑存在。